在配电网中,电力电子设备运行产生的电流电压畸变,会降低电网的供电质量。同时,三相负荷规划不均和单相负载的随机运行将导致三相负载电流不平衡,增大线路损耗。在目前的治理方法中,三相四线有源电力滤波器可灵活、准确地补偿电力系统中的谐波和无功,均衡三相负荷,被广泛应用于城市配电网的谐波治理和功率平衡。本文首先介绍了分裂电容型,四桥臂型和三H桥型三种有源电力滤波器的拓扑结构,分析了上述拓扑的优缺点,表明四桥臂拓扑更适于低压城市配电网中分相控制的应用。然后,采用谐波分相检测技术消除三相电压不平衡对谐波提取的的影响,并能实现三相不同的谐波、无功补偿策略。通过对有功功率的整合与再分来实现三相有功功率的平衡。对比基于乘法鉴相、微分构造和延迟构造方法的锁相环特点后,发现基于延迟构造的方法可有效抑制电压纹波对锁相的影响,同时确保锁相精度,因而较适用于本文所提分相检测技术。所提谐波检测方法中的低通滤波器使用陷波器和巴特沃斯低通滤波器的级联组合,在满足谐波提取对频率选择要求的同时减少了滤波器的动态响应时间,从而提高了谐波检测速度。接着,基于对有源滤波器装置补偿能力的分析和对几种传统控制方法的特点分析,提出了一种改进重复控制的分相控制方法。该方法可以补偿控制过程中产生的延迟,增强高频扰动抵抗能力,并克服传统重复控制器在负载突变后一个周期内无法进行补偿的缺点。通过仿真验证了改进重复控制器的上述特点。最后,本文针对四桥臂APF提出一种零线电感解耦的ABC相分立控制方法。通过前馈解耦消除零线电感耦合对ABC三相电流控制的影响。结合本文所提谐波分相检测技术,使得非线性强耦合的三相四线APF变为三个独立地单相APF补偿系统,电流控制器可针对单相设计。分析了电感参数误差对解耦稳定性的影响,并给出解耦受电感误差影响的趋势,便于工程应用。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了所提解耦控制方法的有效性。